Sommige metalen lijken andere metalen sterker aan te trekken. Deze kracht heet magnetisme.
Zelfs vóór de ontdekking van elektriciteit vonden wetenschappers kompassen, kleine stroken van natuurlijk voorkomende magneten die roteren om uit te lijnen met het magnetische veld van de aarde. Omdat het veld van zuid naar noord beweegt, wijst de kompasnaald altijd naar de magnetische noordpool.
Tegenwoordig kunnen mensen magneten in massa produceren en begrijpen hoe ze werken. Er bestaan verschillende soorten magneten en de lijst met magnetische metalen is langer dan je zou denken.
Magnetische velden
Wanneer twee metalen door de ruimte tot elkaar worden aangetrokken, is een of beide waarschijnlijk magnetisch.
U bent misschien het meest bekend met permanente magneten, die sterkere magneten zijn omdat ze ijzer bevatten. Dit type magnetisme wordt ferromagnetisme. Het magnetisch veld van de aarde wordt veroorzaakt door de bewegingen van de gesmolten nikkel-ijzerkern van de planeet en kan worden gezien wanneer kleine ladingen deeltjes van de zon botsen met de atmosfeer van de aarde dicht bij de magnetische polen van onze planeet, waardoor ze licht uitstralen terwijl ze dat doen zo.
Nabij de noordelijke magnetische pool noemen we de verlichting van het magnetische veld het noorderlicht of aurora borealis.
elektronen
De atomen waaruit de moleculen van alle materie bestaan, hebben een kern van neutronen en protonen.
Rondom alle kernen draaien elektronen die een negatieve lading hebben. De vorm van hun banen geeft de atomen een gerichte oriëntatie en de baanbeweging veroorzaakt een zeer zwak magnetisch veld rond het atoom. Magnetische velden kunnen worden veroorzaakt wanneer een elektrische stroom actief is, maar ze zijn het sterkst wanneer de elektrische stroom in een cirkelvormig of spiraalvormig pad gaat.
Elektromagneten gebruiken deze eigenschap, zodat hun magnetisme kan worden in- en uitgeschakeld als de elektrische stroom wordt in- en uitgeschakeld.
Lijst met magnetische metalen
Bepaalde metalen hebben een structuur waardoor hun elektronen gemakkelijker op één lijn kunnen komen en een magnetisch veld kunnen vormen.
IJzer, nikkel, kobalt en gadolinium zijn het gemakkelijkst te magnetiseren. Metalen zoals aluminium en koper horen technisch gezien op elke lijst met magnetische materialen, maar de magnetische velden die ze produceren zijn erg zwak. Oxiden en legeringen die ijzer bevatten, kunnen ook gemakkelijk worden gemagnetiseerd, zoals roest en staal. Hoe meer elektronen in een metaal kunnen worden opgesteld, hoe sterker het magnetische veld dat ze produceren.
Natuurlijke magneten
magnetiet is een oxide van ijzer dat vaak in de natuur wordt ontdekt met een sterk magnetisch veld. Dergelijke monsters van magnetiet worden lodestones genoemd. Moderne theorieën suggereren dat het magnetiet van magneetstenen werd gemagnetiseerd door blikseminslagen. Magnetiet kan gemakkelijk een sterk magnetisch veld hebben omdat de kristallijne structuur ervoor zorgt dat grote groepen moleculen (genaamd domeinen) allemaal dezelfde polaire oriëntatie of richting hebben.
Andere mineralen kunnen van nature een zwak magnetisme hebben vanwege hun blootstelling aan het magnetische veld van de aarde. Door rotsen uit de loopgraven van de oceaan te bestuderen, kunnen we zien hoe het magnetische veld van de aarde in de loop van de millennia is omgedraaid (de magnetische noord- en zuidpolen zijn omgekeerd).
Een magneet maken
Het enige dat u nodig hebt om uw eigen magneet te maken, is om veel spoelen koperen bedrading rond een stalen staaf of spijker te wikkelen. Laat vervolgens met een kleine batterij stroom door de bedrading lopen en het metaal wordt magnetisch (zie Middelen voor instructies). De staaf of spijker moet een deel van zijn magnetisme behouden, zelfs nadat de elektrische stroom is uitgeschakeld en de bedrading is verwijderd.
- Zorg ervoor dat u het blootliggende metaal van de spijker of de bedrading niet aanraakt wanneer de elektrische stroom is ingeschakeld. Als de bedrading geïsoleerd is, kunt u deze aanraken terwijl de stroom actief is, maar u kunt een weerstand op uw circuit aansluiten, anders kan het metaal snel te heet worden om aan te raken.